齿轮结构取决于齿轮的尺寸、材料、制造方法和齿轮与其它零件的联接方式。为了适应不同的工况，齿轮传动装置的品种繁多，齿轮结构也各不相同。
对于齿数很少的齿轮，当其分度圆直径d与轴的直径ds相差很小（d＜1.8ds)时，可将齿轮和轴做成一个整体，称为轴齿轮（齿轮轴）。这时轴就必须和齿轮用同一种材料制造。如果齿轮直径比轴的直径大得多，为了便于制造和节约贵重材料，应把齿轮和轴分开，设计成套装结构。
当齿轮齿顶圆直径da＜500mm时，除非特殊原因（如缺少相应的锻造设备），一般都用锻造齿轮。锻造齿轮的轮毂与辐板的形式随齿轮尺寸而异。
当齿轮齿顶圆直径da＞500mm时，除个别情况（例如有大型水压机时），一般都用铸造齿轮。
对于大型齿轮（da＞600mm），为了节约贵重材料，可将齿轮做成装配式结构，将用优质材料做成的齿圈装在铸钢或铸铁轮心上。对于小批生产的大型齿轮，还可做成焊接齿轮。
通过齿轮强度计算，确定齿轮的主要尺寸、齿数、模数、齿宽、螺旋角和分度圆直径，再选定（或简单计算）齿轮轮圈、轮辐、轮毂形状和尺寸的过程称齿轮的结构设计。
在进行齿轮的结构设计时，要注意齿轮的尺寸大小、毛坯、材料、加工工艺、使用要求、强度、刚度、经济性等因素。通常先按齿轮的直径大小，选定合适的结构型式，然后根据经验数据确定结构尺寸。
齿轮的结构型式很多，主要有下列几种：轴齿轮、实心结构齿轮、辐板式齿轮、轮辐式齿轮、组装齿圈式齿轮、板材组装式齿轮、焊接式齿轮、剖分式齿轮和镶铸式蜗轮等。
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